2. Круговорот воды

Круговорот воды происходит под влиянием солнечной радиации: нагревание воды, образование и конденсация паров, движение поверхностных и подземных вод по уклону от областей питания к области испарения. Круговорот воды включает в себя поступление водяного пара в атмосферу при испарении воды и возвращение ее назад в результате конденсации и выпадения осадков. Наибольшая часть воды испаряется с поверхности морей и выпадает в виде осадков преимущественно над поверхностью суши. Баланс между морем и сушей уравновешивается через подземный и поверхностный сток в море. Большое количество воды поступает в атмосферу при транспирации растениями - испарения воды клетками внутри листа и выделение её через устьица. Сочетание испарения и транспирации - эвапотранспирация.

Земля и атмосфера работают как гигантский опреснитель. Вся пресная вода образуется на земле в результате испарения и конденсации.

Относительная влажность - отношение массы водяного пара в 1м³ влажного воздуха при данной температуре и давлении к максимально возможной массе водяного пара в 1м³.

Круговорот воды включает три основные петли:

1. Поверхностный сток.

2. Испарение, транспирация, вода впитывается почвой, удерживается в форме капиллярной воды, а затем возвращается в атмосферу, испаряясь с поверхности Земли или поглощается растениями, выделяется в виде паров при транспирации. 3. Грунтовые воды, вода, попадая под землю движется сквозь нее, питая родники, попадая вновь в систему поверхностных вод.

Нарушение круговорота воды происходит в случаях:

1. Забора большого количества воды из водоемов и водостоков грунтовых вод.

2. Сведения растительного покрова суши (просачивание, запасов подземных вод, интенсивность поверхностного стока).

3. Загрязнение воды.

3. Основные источники загрязнения гидросферы. Нормирование качества воды

Основными источниками загрязнения природных вод являются:

1. Атмосферные осадки, несущие огромное количество вымываемых из атмосферного воздуха загрязнителей (поллютантов) промышленного происхождения. Особенно опасны стоки атмосферных и талых вод с городских улиц, промышленных площадок, площадок уничтожения отходов, свалок бытового мусора.

2. Городские сточные воды, включающие преимущественно бытовые стоки.

3. Сельскохозяйственные стоки

4. Промышленные сточные воды.

Основными источниками загрязнения природных вод являются сточные воды. Сточными называются воды, которые отводятся за пределы производственных помещений, промплощадок предприятий и населенных пунктов после использования в производственных, бытовых или коммунальных процессах. По происхождению сточные воды подразделяются на три вида:

• производственные, образующиеся после использования в технологических процессах различных производств - коксохимическом, агломера­ционном, доменном, получения серной и азотной кислот, производствах минеральных удобрений, строительных материалов, при золошлакоудалении, от пылегазоулавливающих установок мокрой очистки, при охлажде­нии оборудования, от регенерации фильтров химводоочистки и т. д.;

• бытовые, образующиеся после использования воды на хозяйст­венные бытовые и коммунальные нужды и подразделяющиеся в зависи­мости от направления использования на фекальные и хозяйственные;

• атмосферные, образующиеся в результате выпадения атмосферных осадков и стекания их с территории промплощадок предприятий и населённых пунктов; в зависимости от вида осадков атмосферные сточные воды разделяются на дождевые и талые.

Источниками загрязнения являются объекты и процессы, вносящие загрязнения в используемые воды. Загрязнение сточных вод разделяют на три вида:

• вещественное, происходящее за счет попадания в используемую воду различных веществ, изменяющих ее состав и свойства в сторону ухудшения;

• тепловое, сопровождающееся поступлением в используемую воду тепла;

• микробное, обусловленное попаданием в воду патогенных и про­чих микроорганизмов.

Загрязняющие сточные воды вещества разделяются на минеральные (частицы песка, глины, горных пород; растворенные соли, щелочи, кис­лоты и другие химические соединения) и органические (частицы угля, нефтепродукты, отходы жизнедеятельности людей и животных, продук­ты разложения растительности и живых тканей и т. д.).

По степени загрязненности сточные воды разделяются на следую­щие виды:

• загрязненные, состав и свойства которых не позволяют использо­вать их без предварительной очистки или превышают по объему и коли­честву нормативы их сброса в природные водные объекты;

• нормативно чистые, образующиеся при охлаждении теплообменных аппаратов, компрессоров, холодильников и не требующие очистки, с целью дальнейшего их использования или сброса в природные водные объекты;

• нормативно очищенные, получаемые после очистки с целью нормализации их состава и свойств для обеспечения возможности их использования или безопасного сброса в природные водные объекты.

Состав и свойства производственных сточных вод определяются, главным образом, источниками их загрязнения и условиями образова­ния, многообразие которых обуславливает широкий диапазон измене­ния параметров их качества.

Так, например, производственные сточные воды АО «Северсталь» в основном загрязнены взвешенными вещест­вами, нефтепродуктами, сульфатами, соединениями азота, фосфатами, ор­ганическими веществами и тяжелыми металлами. Концен­трации загрязнений превышают предельно допустимые в десятки и даже сотни раз.

Качество воды – совокупность химических, физических, биологических и бактериологических показателей, обуславливающих пригодность воды для использования в быту, производстве и т. д.

Качество воды оценивается по многим параметрам, величины которых зависят от назначения воды. Они устанавливаются требованиями Сан-ПиНов, ГОСТов, постановлениями администраций и постоянно корректируются.

Основные требования к качеству воды можно объединить в следующие группы:

1. Физико-химические показатели, определяющие органолептические свойства воды. К ним относятся привкус, запах, мутность, цветность, предельно допустимые концентрации таких компонентов, как железо, марганец, медь, сульфаты, хлориды, фенолы, хлор.

2. Кислотность, щелочность.

3. Безопасность воды в эпидемическом отношении (определяется количеством микробов в 1 мл воды и содержанием бактерий группы кишечной палочки). Паразитологические показатели (патогенные микроорганизмы не должны обнаруживаться в 25 л питьевой воды).

4. Органическое загрязнение, определяемое по количеству кислорода, необходимому для окисления органических примесей в одном литре воды. Применяются 2 показателя: БПК и ХПК.

5. Показатели токсичности приводятся в виде ПДК веществ, которые могут встретиться в исходной воде или добавляться в нее искусственно.

ПДК вещества в водной среде – это такая концентрация индивидуального вредного вещества, выше которой вода непригодна для водопользования соответствующего вида (хозяйственно-питьевого, коммунально-бытового или рыбохозяйственного).

С целью гарантирования качества воды в створе водопользования или водопотребления, для каждого предприятия, осуществляющего выпуск сточных вод в водный объект, устанавливается предельно допустимый сброс вредного вещества.

Норматив предельно допустимого сброса (ПДС) представляет собой максимально допустимую массу вещества, которую можно сбрасывать в водный объект в данном его пункте в единицу времени, при которой не происходит нарушение норм качества воды в контрольном створе.

Водопользования – это использование воды без изъятия ее из мест естественной локализации.

Водопотребление – система мероприятий по обеспечению промышленных, хозяйственных и бытовых объектов водой, забираемой из природных водных объектов и используемой для различных нужд. Различают два вида водопотребления:

• возвратное – с возращением забранной воды в источник;

• безвозвратное – с ее расходом на технологические и хозяйственные нужды.

Используемую воду разделяют на питьевую, техническую свежую, оборотную и последовательно используемую. В состав системы водоснабжения входят водозаборные сооружения, насосные станции, станции очистки и водоподготовки, транспортные коммуникации (водопроводы), емкости для хранения воды и вспомогательные сооружения. Каждая система водоснабжения связана с системой водоотведения используемой воды. По своему назначению системы водоснабжения могут быть раздельными и совмещенными, а по способу использования воды они разделяются на прямоточные, с последовательным использованием воды и оборотные. На предприятиях г. Череповца используются в основном совмещенные системы водоснабжения с прямоточным и оборотным использованием воды.

Контроль за составом и свойствами сточных вод ведется как предприятиями, на которых образуются и обрабатываются сточные воды, так и государственными природоохранными организациями. Каждое предприятие имеет схему с точками отбора проб воды для анализов и график отбора проб с перечнем выполняемых анализов. Эти документы утверждаются главным инженером предприятия и согласуются с городским комитетом по охране природы, территориальным центром РосПотребНадзора, МП «Водоканал» в части лабораторного контроля качества сточных вод. АО «Северсталь» проводит ежеденевный контроль своих сточных вод. Перечень анализируемых компонентов определяется спецификой происходящих на предприятии производственных процессов. В АО «Северсталь» контролируют сточные воды на содержание фенолов, бензола, цианидов, сульфидов, нафталина, формальдегида, азота аммонийного. На основании полученных данных аналитического контроля предприятиями проводится статистическая отчетность.